JPH1093244A - Multilayer silicon nitride circuit board - Google Patents

Multilayer silicon nitride circuit board

Info

Publication number
JPH1093244A
JPH1093244A JP24644996A JP24644996A JPH1093244A JP H1093244 A JPH1093244 A JP H1093244A JP 24644996 A JP24644996 A JP 24644996A JP 24644996 A JP24644996 A JP 24644996A JP H1093244 A JPH1093244 A JP H1093244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon nitride
circuit board
high thermal
substrate
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24644996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2939444B2 (en
Inventor
Yutaka Komorida
裕 小森田
Kazuo Ikeda
和男 池田
Takayuki Naba
隆之 那波
Michiyasu Komatsu
通泰 小松
Yoshitoshi Satou
孔俊 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24644996A priority Critical patent/JP2939444B2/en
Priority to TW086111850A priority patent/TW353220B/en
Priority to US09/051,477 priority patent/US6232657B1/en
Priority to PCT/JP1997/002870 priority patent/WO1998008256A1/en
Priority to EP97935820A priority patent/EP0874399A1/en
Publication of JPH1093244A publication Critical patent/JPH1093244A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2939444B2 publication Critical patent/JP2939444B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer silicon nitride circuit board, which has an superior heat radiating property and which can be reduced in size, while increasing areas of the mounting section and the circuit-constituting section, and has improved heat resisting cycle and high reliability. SOLUTION: A multilayer circuit board is provided with a plurality of silicon nitride substrates 10a, 10b of a high thermal conductivity and metal boards 3, 4, 5 joined to the silicon nitride substrates 10a, 10b of a high thermal conductivity. Each of the silicon nitride substrates 10a, 10b of a high thermal conductivity contains 1.0-17.5wt% of rare earth elements in terms of oxides, total 1.0wt% or less (including 0wt% which is the limit of detection) of impurity anode ion elements, including Li, Na, K, Fe, Ca, Mg, Sr, Ba, Mn, and B, and has a coefficient of thermal conductivity of at least 60w/m.k. In this multilayer circuit board, a plurality of the silicon nitride substrates 10a, 10b of a high thermal conductivity are partly overlapped through the metal boards 3, 4, 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体実装基板や
半導体パッケージ等として有用な多層窒化けい素回路基
板に係り、特に実装部や回路構成部の面積の増大を図っ
た上で小型化でき、かつ放熱性,構造強度および耐熱サ
イクル性を改善した多層窒化けい素回路基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer silicon nitride circuit board useful as a semiconductor mounting board, a semiconductor package, and the like. The present invention also relates to a multilayer silicon nitride circuit board having improved heat dissipation, structural strength and heat cycle resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パワートランジスタモジュールや
スイッチング電源モジュール等の比較的高電力を扱う半
導体部品の搭載用基板等として、セラミックス基板上に
銅板等の金属板(金属回路板)を接合したセラミックス
回路基板が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a ceramic circuit in which a metal plate (metal circuit plate) such as a copper plate is joined to a ceramic substrate as a substrate for mounting semiconductor components handling relatively high power such as a power transistor module and a switching power supply module. A substrate is used.

【0003】上述したようなセラミックス回路基板の製
造工程においてセラミックス基板と所定形状に打ち抜い
た金属板との接合方法としては、Ti、Zr、Hf、N
b等の活性金属をAg−Cuろう材等に1〜10%含有
した活性金属ろう材を用いる方法(活性金属法)や、金
属板として酸素を100〜1000ppm 含有するタフピ
ッチ電解銅や表面を1〜10μmの厚さで酸化させた銅
を用いてセラミックス基板と銅板とを直接接合させる、
いわゆる直接接合法(DBC法:ダイレクト・ボンディ
ング・カッパー法)等が知られている。
[0003] In the manufacturing process of the ceramic circuit board as described above, the joining method of the ceramic substrate and the metal plate punched into a predetermined shape includes Ti, Zr, Hf, and N.
b) a method using an active metal brazing material containing 1 to 10% of an active metal such as Ag-Cu brazing material (active metal method), a tough pitch electrolytic copper containing 100 to 1000 ppm of oxygen as a metal plate, A ceramic substrate and a copper plate are directly joined using copper oxidized to a thickness of 10 μm,
A so-called direct bonding method (DBC method: direct bonding copper method) and the like are known.

【0004】例えば直接接合法においては、まず所定形
状に打ち抜かれた厚さ0.3〜0.5mmの銅回路板を、
酸化アルミニウム(Al2 3 )焼結体や窒化アルミニ
ウム(AlN)焼結体等からなる厚さ0.6〜1.0mm
のセラミックス基板上に接触配置させて加熱し、接合界
面にCu−Cu2 Oの共晶液相を生成させ、この液相で
セラミックス基板の表面を濡らした後、液相を冷却固化
することによって、セラミックス基板と銅回路板とが直
接接合される。このような直接接合法を適用したセラミ
ックス回路基板は、セラミックス基板と銅回路板との接
合強度が強く、またメタライズ層やろう材層を必要とし
ない単純構造なので小型高実装化が可能である等の長所
を有しており、また製造工程の短縮化を図ることもでき
る。
For example, in the direct joining method, first, a copper circuit board having a thickness of 0.3 to 0.5 mm stamped into a predetermined shape is formed.
0.6 to 1.0 mm thick made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) sintered body or aluminum nitride (AlN) sintered body
Heated is disposed in contact with the ceramic substrate, the bonding interface to produce a eutectic liquid phase of Cu-Cu 2 O, after wetting the surface of the ceramic substrate in the liquid phase by cooling and solidifying the liquid phase The ceramic substrate and the copper circuit board are directly joined. A ceramic circuit board to which such a direct bonding method is applied has a strong bonding strength between the ceramic substrate and the copper circuit board, and can be miniaturized and mounted with a simple structure that does not require a metallization layer or a brazing material layer. And the manufacturing process can be shortened.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た直接接合法や活性金属法等により金属板をセラミック
ス基板に接合したセラミックス回路基板においては、大
電流を流せるように金属板の厚さを0.3〜0.5mmと
厚くしているため、熱履歴に対して信頼性に乏しいとい
う問題があった。すなわち、熱膨張率が大きく異なるセ
ラミックス基板と金属板とを接合すると、接合後の冷却
過程や冷熱サイクルの付加により、上記熱膨張差に起因
する熱応力が発生する。この応力は接合部付近のセラミ
ックス基板側に圧縮と引張りの残留応力分布として存在
し、特に金属板の外周端部と近接するセラミックス部分
に残留応力の主応力が作用する。この残留応力は、セラ
ミックス基板にクラックを生じさせたり、絶縁耐圧不良
を起こしたり、あるいは金属板剥離の発生原因等とな
る。また、セラミックス基板にクラックが生じないまで
も、セラミックス基板の強度を低下させるという悪影響
を及ぼす。
However, in a ceramic circuit board in which a metal plate is joined to a ceramic substrate by the above-described direct joining method, active metal method, or the like, the thickness of the metal plate is set to 0.1 mm so that a large current can flow. Since the thickness is 3 to 0.5 mm, there is a problem that the reliability against the heat history is poor. That is, when a ceramic substrate and a metal plate having significantly different coefficients of thermal expansion are joined, a thermal stress due to the difference in thermal expansion is generated due to a cooling process after the joining or the addition of a cooling / heating cycle. This stress exists as a compressive and tensile residual stress distribution on the ceramic substrate side near the joint, and the main residual stress mainly acts on the ceramic portion adjacent to the outer peripheral end of the metal plate. The residual stress may cause cracks in the ceramic substrate, cause a dielectric strength failure, or cause peeling of the metal plate. Further, even if cracks do not occur in the ceramic substrate, the ceramic substrate has an adverse effect of reducing its strength.

【0006】また、最近の半導体素子の高密度化や高集
積化に伴って、半導体モジュールや電子部品自体の小型
化が進められている。このような状況に伴い、半導体実
装基板には、小型化が求められていると共に、高実装化
を計るために、実装部や回路構成部の面積の増大が求め
られている。
[0006] With the recent increase in the density and integration of semiconductor elements, miniaturization of semiconductor modules and electronic components themselves has been promoted. Under such circumstances, the semiconductor mounting substrate is required to be reduced in size, and in order to achieve high mounting, an increase in the area of a mounting portion and a circuit configuration portion is required.

【0007】しかしながら、大部分の従来のセラミック
ス回路基板では、セラミックス基板の一方の主面を実装
面として使用しているにすぎないため、実装部や回路構
成部の増大を図るためにはセラミックス基板自体を大型
化する必要があるが、セラミックス基板を大型化する
と、銅回路板を接合する際にセラミックス基板に反りが
生じ易くなる等の問題を招いてしまう。また、セラミッ
クス基板の単純な大型化は、実装基板や電子部品自体に
対する小型化要求に反することとなる。
However, in most conventional ceramic circuit boards, only one main surface of the ceramic substrate is used as a mounting surface. Although it is necessary to increase the size of the ceramic substrate itself, when the size of the ceramic substrate is increased, there arises a problem that the ceramic substrate is likely to be warped when the copper circuit board is joined. Further, simply increasing the size of the ceramic substrate is contrary to the demand for miniaturization of the mounting substrate and the electronic component itself.

【0008】上述したように、従来のセラミックス回路
基板においては、実装部や回路構成部の面積を増大する
にはセラミックス基板を大型化しなければならず、これ
に伴って銅回路板の接合不良を招いたり、電子部品の小
型化要求に反する等の問題が生じている。また、半導体
素子の多様化に伴って、半導体実装基板や半導体パッケ
ージに対する要求特性も多岐に亘り、それら種々の要求
を満足させることが求められている。
As described above, in the conventional ceramic circuit board, in order to increase the area of the mounting portion and the circuit component portion, the size of the ceramic substrate must be increased. This causes problems such as inviting electronic components and contradicting the demand for miniaturization of electronic components. Also, with the diversification of semiconductor elements, the characteristics required for a semiconductor mounting substrate and a semiconductor package are also diverse, and it is required to satisfy those various requirements.

【0009】一方、半導体素子の高集積化、高出力化、
大型化が進展し、素子から発熱する熱を効率的に系外に
放散できる回路基板構造や熱応力に耐える高強度の回路
基板構造を求める技術的要請が高まっている。そこでセ
ラミックス基板として従来のアルミナ(Al2 3 )基
板よりも高強度を有する窒化けい素(Si3 4 )基板
を用いることも試行された。しかしながら、Si3 4
基板は、靭性値などの機械的強度は優れているものの熱
伝導性が窒化アルミニウム基板などと比較して著しく低
いため、特に放熱性を要求される半導体用回路基板の構
成材としては実用化されていない。
On the other hand, high integration and high output of the semiconductor element,
With an increase in size, there is an increasing technical demand for a circuit board structure capable of efficiently dissipating heat generated from an element to the outside and a high-strength circuit board structure capable of withstanding thermal stress. Therefore, an attempt was made to use a silicon nitride (Si 3 N 4 ) substrate having higher strength than a conventional alumina (Al 2 O 3 ) substrate as a ceramic substrate. However, Si 3 N 4
Substrates have excellent mechanical strength such as toughness, but their thermal conductivity is significantly lower than that of aluminum nitride substrates.Therefore, they are practically used as components of circuit boards for semiconductors that require heat dissipation. Not.

【0010】一方、窒化アルミニウム基板は他のセラミ
ックス基板と比較して高い熱伝導性と低熱膨張特性とを
有するが、機械的強度の点で満足するものが得られてい
ないため、回路基板の実装工程において付加されるわず
かな押圧力や衝撃力によって、回路基板が破損し易く、
半導体装置の製造歩留りが大幅に減少させる場合があ
る。
[0010] On the other hand, although the aluminum nitride substrate has higher thermal conductivity and lower thermal expansion characteristics than other ceramic substrates, it does not provide satisfactory mechanical strength, so that the mounting of the circuit board is difficult. The circuit board is easily damaged by the slight pressing force and impact force added in the process,
In some cases, the manufacturing yield of a semiconductor device is significantly reduced.

【0011】そのため従来の多層セラミックス回路基板
においては、各セラミックス基板の厚さを大きくするこ
とが必須の要件となっていた。図3は、このような従来
の多層セラミックス回路基板1の構造を示す断面図であ
る。図3に示す多層セラミックス回路基板1は、厚さが
大きく、熱伝導率が高いAlN焼結体から成る2枚のセ
ラミックス基板2a,2bを金属回路板としての銅板4
を介して接合し、さらにセラミックス基板2b上面に銅
板3を接合する一方、セラミックス基板2aの下面側に
裏銅板としての金属板5を一体に接合して形成される。
また銅板3の所定位置には、半導体素子7が半田接合に
よって搭載されており、半導体素子7と銅板3の電極部
とがボンディングワイヤ8によって電気的に接続されて
いる。
For this reason, in the conventional multilayer ceramic circuit board, it has become an essential requirement that the thickness of each ceramic substrate be increased. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of such a conventional multilayer ceramic circuit board 1. The multilayer ceramic circuit board 1 shown in FIG. 3 has two ceramic substrates 2a and 2b made of an AlN sintered body having a large thickness and a high thermal conductivity.
In addition, a copper plate 3 is bonded to the upper surface of the ceramic substrate 2b, and a metal plate 5 as a back copper plate is integrally bonded to the lower surface of the ceramic substrate 2a.
A semiconductor element 7 is mounted on a predetermined position of the copper plate 3 by soldering, and the semiconductor element 7 and an electrode portion of the copper plate 3 are electrically connected by bonding wires 8.

【0012】このように、上記従来の多層セラミックス
(AlN)回路基板1においては、割れに対する耐力を
高めるために厚さが大きいセラミックス基板2a,2b
を使用する必要があるため、パワーモジュールとした場
合のサイズが大きくなり、小型化が困難になる弊害があ
るとともに、セラミックス基板の製造コストが大幅に増
加する難点があった。また基板厚さが増加するため、高
熱伝導率のAlN基板を使用した場合においても、熱抵
抗が大きくなり、期待する程に良好な放熱性が得られな
いという問題点もあった。
As described above, in the conventional multilayer ceramic (AlN) circuit board 1, the ceramic substrates 2a and 2b having a large thickness in order to increase the resistance to cracking.
Therefore, the size of the power module is increased, which makes it difficult to reduce the size of the power module. In addition, the manufacturing cost of the ceramic substrate is greatly increased. In addition, since the thickness of the substrate is increased, even when an AlN substrate having a high thermal conductivity is used, the thermal resistance is increased, and there is a problem that good heat dissipation cannot be obtained as expected.

【0013】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、放熱性に優れ、実装部や回路構成部
の面積の増大を図った上で小型化でき、さらに耐熱サイ
クル性等を改善した信頼性に優れる多層窒化けい素回路
基板を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address such problems, and has excellent heat dissipation properties, can be reduced in size while increasing the area of a mounting portion and a circuit component portion, and can be further improved in heat cycle resistance and the like. It is an object of the present invention to provide a multilayer silicon nitride circuit board having improved reliability and improved reliability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の多層窒化けい素
回路基板は、請求項1に記載したように、希土類元素を
酸化物に換算して1.0〜17.5重量%、不純物陽イ
オン元素としてのLi,Na,K,Fe,Ca,Mg,
Sr,Ba,Mn,Bを合計で1.0重量%以下、好ま
しくは0.3重量%以下(検出限界としての0重量%を
含む)含有し、熱伝導率が60w/m・k以上である複
数の高熱伝導性窒化けい素基板と、この高熱伝導性窒化
けい素基板に接合された金属板とを具備し、前記複数の
高熱伝導性窒化けい素基板が前記金属板を介して多層化
された部分を有することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a multilayer silicon nitride circuit board, comprising: a rare earth element having an oxide content of 1.0 to 17.5% in terms of oxide; Li, Na, K, Fe, Ca, Mg,
It contains Sr, Ba, Mn, and B in a total of 1.0% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less (including 0% by weight as a detection limit), and has a heat conductivity of 60 w / mk or more. A plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates, and a metal plate bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrates, wherein the plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates are multilayered via the metal plates. It is characterized in that it has a portion which is formed.

【0015】また、本発明の他の多層窒化けい素回路基
板は、請求項3に記載したように、希土類元素を酸化物
に換算して1.0〜17.5重量%含有し、窒化けい素
結晶相および粒界相から構成されるとともに粒界相中に
おける結晶化合物相の粒界相全体に対する割合が20%
以上、好ましくは50%以上である複数の高熱伝導性窒
化けい素基板と、この高熱伝導性窒化けい素基板に接合
された金属板とを具備し、前記複数の高熱伝導性窒化け
い素基板が前記金属板を介して多層化された部分を有す
ることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-layer silicon nitride circuit board containing a rare earth element in an amount of 1.0 to 17.5% by weight in terms of an oxide. A ratio of the crystalline compound phase in the grain boundary phase to the whole grain boundary phase is 20%.
A plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates, preferably 50% or more, and a metal plate bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrate, wherein the plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates are It is characterized by having a multilayered portion via the metal plate.

【0016】上述した本発明の多層窒化けい素回路基板
のより好ましい形態としては、請求項5に記載したよう
に、前記金属板が前記高熱伝導性窒化けい素基板に直接
接合法により接合されている形態、さらには請求項6に
記載したように、前記金属板が前記高熱伝導性窒化けい
素基板に活性金属法により接合されている形態が挙げら
れる。
In a preferred embodiment of the above-described multilayer silicon nitride circuit board of the present invention, the metal plate is bonded to the high thermal conductive silicon nitride board by a direct bonding method. And a form in which the metal plate is bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrate by an active metal method.

【0017】また本発明で使用する高熱伝導性窒化けい
素基板は、希土類元素を酸化物に換算して1.0〜1
7.5重量%、不純物陽イオン元素としてのLi,N
a,K,Fe,Ca,Mg,Sr,Ba,Mn,Bを合
計で1.0重量%以下、好ましくは0.3重量%以下
(検出限界としての0重量%を含む。)含有するように
構成される。
The silicon nitride substrate having high thermal conductivity used in the present invention has a rare earth element content of 1.0 to 1 in terms of oxide.
7.5% by weight, Li, N as impurity cation element
a, K, Fe, Ca, Mg, Sr, Ba, Mn, and B in a total content of 1.0% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less (including 0% by weight as a detection limit). It is composed of

【0018】なお、上記希土類元素酸化物の含有範囲で
ある1.0〜17.5重量%は、数学的な表示として当
然のことであるが、含有量の下限値である1.0重量%
および上限値である17.5重量%を含むものである。
以下、他の成分範囲についても同様である。
The content range of the rare earth element oxide of 1.0 to 17.5% by weight is, of course, a mathematical expression, but the lower limit of the content is 1.0% by weight.
And an upper limit of 17.5% by weight.
Hereinafter, the same applies to other component ranges.

【0019】また他の態様として高熱伝導性窒化けい素
基板は、希土類元素を酸化物に換算して1.0〜17.
5重量%含有し、窒化けい素結晶相および粒界相から成
るとともに粒界相中における結晶化合物相の粒界相全体
に対する割合が20%以上、好ましくは50%以上であ
る窒化けい素焼結体から形成してもよい。
In another embodiment, the high thermal conductive silicon nitride substrate is formed by converting a rare earth element to an oxide in an amount of from 1.0 to 17.
5% by weight, comprising a silicon nitride crystal phase and a grain boundary phase, wherein the ratio of the crystalline compound phase in the grain boundary phase to the entire grain boundary phase is 20% or more, preferably 50% or more. May be formed.

【0020】さらに上記希土類元素としてはランタノイ
ド系列の元素を使用することが熱伝導率を向上させるた
めに、特に好ましい。
It is particularly preferable to use a lanthanoid element as the rare earth element in order to improve the thermal conductivity.

【0021】また、高熱伝導性窒化けい素基板は、窒化
アルミニウムまたはアルミナを1.0重量%以下含有す
るように構成してもよい。さらにアルミナを1.0重量
%以下と窒化アルミニウムを1.0重量%以下とを併用
してもよい。
Further, the high thermal conductive silicon nitride substrate may be constituted so as to contain 1.0% by weight or less of aluminum nitride or alumina. Further, 1.0% by weight or less of alumina and 1.0% by weight or less of aluminum nitride may be used in combination.

【0022】また本発明において使用する高熱伝導性窒
化けい素基板は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,
Cr,Mo,Wからなる群より選択される少なくとも1
種を酸化物に換算して0.1〜3.0重量%含有するこ
とが好ましい。このTi,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Mo,Wから成る群より選択される少なくと
も1種は、酸化物、炭化物、窒化物、けい化物、硼化物
として窒化けい素粉末に添加することにより含有させる
ことができる。
The high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention is made of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta,
At least one selected from the group consisting of Cr, Mo, W
It is preferable to contain the seed in an amount of 0.1 to 3.0% by weight in terms of oxide. This Ti, Zr, Hf, V, Nb, T
At least one selected from the group consisting of a, Cr, Mo, and W can be contained as an oxide, carbide, nitride, silicide, or boride by being added to the silicon nitride powder.

【0023】さらに本発明で使用する高熱伝導性窒化け
い素基板の製造方法は、酸素を1.7重量%以下、不純
物陽イオン元素としてのLi,Na,K,Fe,Ca,
Mg,Sr,Ba,Mn,Bを合計で1.0重量%以
下、好ましくは0.3重量%以下、α相型窒化けい素を
90重量%以上含有し、平均粒径1.0μm以下の窒化
けい素粉末に、希土類元素を酸化物に換算して1.0〜
17.5重量%以下と、必要に応じてアルミナおよび窒
化アルミニウムの少なくとも一方を1.0重量%以下添
加した原料混合体を成形して成形体を調製し、得られた
成形体を脱脂後、温度1800〜2100℃で雰囲気加
圧焼結し、上記焼結温度から、上記希土類元素により焼
結時に形成された液相が凝固する温度までに至る焼結体
の冷却速度を毎時100℃以下にして徐冷することを特
徴とする。
Further, the method of manufacturing a silicon nitride substrate having high thermal conductivity used in the present invention is characterized in that oxygen is not more than 1.7% by weight, and Li, Na, K, Fe, Ca,
Mg, Sr, Ba, Mn, B in total of 1.0% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less, containing 90% by weight or more of α-phase silicon nitride and having an average particle size of 1.0 μm or less. Rare earth elements are converted to oxides in silicon nitride powder in an amount of 1.0 to
A raw material mixture containing 17.5% by weight or less and, if necessary, at least one of alumina and aluminum nitride added at 1.0% by weight or less is molded to prepare a molded body. After the obtained molded body is degreased, Atmospheric pressure sintering at a temperature of 1800 to 2100 ° C, and a cooling rate of the sintered body from the sintering temperature to a temperature at which a liquid phase formed at the time of sintering by the rare earth element solidifies is set to 100 ° C or less per hour. And gradually cooled.

【0024】上記製造方法において、窒化けい素粉末
に、さらにアルミナおよび窒化アルミニウムの少なくと
も一方を1.0重量%以下添加するとよい。
In the above method, at least one of alumina and aluminum nitride is preferably added to the silicon nitride powder in an amount of 1.0% by weight or less.

【0025】さらに窒化けい素粉末に、さらにTi,Z
r,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの酸化物、
炭化物、窒化物、けい化物、硼化物からなる群より選択
される少なくとも1種を0.1〜3.0重量%添加する
とよい。
Further, Ti, Z are added to the silicon nitride powder.
oxides of r, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W;
At least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, silicides, and borides may be added in an amount of 0.1 to 3.0% by weight.

【0026】上記製造方法によれば、窒化けい素結晶組
織中に希土類元素等を含む粒界相が形成され、気孔率が
2.5%以下、熱伝導率が60W/m・K以上、三点曲
げ強度が室温で650MPa以上の機械的特性および熱
伝導特性が共に優れた窒化けい素基板が得られる。
According to the above manufacturing method, a grain boundary phase containing a rare earth element or the like is formed in the silicon nitride crystal structure, the porosity is 2.5% or less, the thermal conductivity is 60 W / m · K or more, and A silicon nitride substrate having a point bending strength of 650 MPa or more at room temperature and excellent in both mechanical properties and heat conduction properties is obtained.

【0027】上記製造方法において使用され、焼結体の
主成分となる窒化けい素粉末としては、焼結性、強度お
よび熱伝導率を考慮して、酸素含有量が1.7重量%以
下、好ましくは0.5〜1.5重量%、Li,Na,
K,Fe,Mg,Ca,Sr,Ba,Mn,Bなどの不
純物陽イオン元素含有量が合計で1.0重量%以下、好
ましくは0.3重量%以下に抑制されたα相型窒化けい
素を90重量%以上、好ましくは93重量%以上含有
し、平均粒径が1.0μm以下、好ましくは0.4〜
0.8μm程度の微細な窒化けい素粉末を使用すること
ができる。
The silicon nitride powder used as the main component of the sintered body used in the above manufacturing method has an oxygen content of 1.7% by weight or less in consideration of sinterability, strength and thermal conductivity. Preferably 0.5-1.5% by weight, Li, Na,
Α-phase silicon nitride in which the total content of impurity cation elements such as K, Fe, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, and B is suppressed to 1.0% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less. Containing 90% by weight or more, preferably 93% by weight or more, and having an average particle size of 1.0 μm or less, preferably 0.4 to
A fine silicon nitride powder of about 0.8 μm can be used.

【0028】平均粒径が1.0μm以下の微細な原料粉
末を使用することにより、少量の焼結助剤であっても気
孔率が2.5%以下の緻密な高熱伝導性窒化けい素基板
を形成することが可能であり、また焼結助剤が熱伝導特
性を阻害するおそれも減少する。
By using a fine raw material powder having an average particle diameter of 1.0 μm or less, a dense high thermal conductive silicon nitride substrate having a porosity of 2.5% or less even with a small amount of a sintering aid. Can be formed, and the possibility that the sintering aid impairs the heat conduction characteristics is reduced.

【0029】またLi,Na,K,Fe,Ca,Mg,
Sr,Ba,Mn,Bの不純物陽イオン元素は熱伝導性
を阻害する物質となるため、60W/m・K以上の熱伝
導率を確保するためには、上記不純物陽イオン元素の含
有量は合計で1.0重量%以下とすることにより達成可
能である。特に同様の理由により、上記不純物陽イオン
元素の含有量は合計で0.3重量%以下とすることが、
さらに好ましい。ここで通常の窒化けい素焼結体を得る
ために使用される窒化けい素粉末には、特にFe,C
a,Mgが比較的に多く含有されているため、Fe,C
a,Mgの合計量が上記不純物陽イオン元素の合計含有
量の目安となる。
Further, Li, Na, K, Fe, Ca, Mg,
Since the impurity cation elements of Sr, Ba, Mn, and B are substances that hinder thermal conductivity, the content of the impurity cation element must be as follows in order to secure a thermal conductivity of 60 W / m · K or more. It can be achieved by setting the total to 1.0% by weight or less. In particular, for the same reason, the content of the impurity cation element is preferably not more than 0.3% by weight in total.
More preferred. Here, the silicon nitride powder used for obtaining a normal silicon nitride sintered body includes, in particular, Fe, C
a, Mg are contained in a relatively large amount, so that Fe, C
The total amount of a and Mg is a measure of the total content of the impurity cation element.

【0030】なお、本発明で使用する高熱伝導性窒化け
い素基板において、上記不純物陽イオン元素の含有量
が、数学的な意味において完全に0重量%となることは
有り得ない。したがって、本願発明において規定する不
純物イオン元素の含有量は、実質上、検出限界としての
0重量%を含むものである。
In the high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention, the content of the impurity cation element cannot be completely 0% by weight in a mathematical sense. Therefore, the content of the impurity ion element specified in the present invention substantially includes 0% by weight as a detection limit.

【0031】さらに、β相型と比較して焼結性に優れた
α相型窒化けい素を90重量%以上含有する窒化けい素
原料粉末を使用することにより、高密度の窒化けい素基
板を製造することができる。
Further, by using a silicon nitride raw material powder containing 90% by weight or more of α-phase silicon nitride which is superior in sinterability as compared with β-phase type, a high-density silicon nitride substrate can be formed. Can be manufactured.

【0032】また窒化けい素原料粉末に焼結助剤として
添加する希土類元素としては、Ho,Er,Yb,Y,
La,Sc,Pr,Ce,Nd,Dy,Sm,Gdなど
の酸化物もしくは焼結操作により、これらの酸化物とな
る物質が単独で、または2種以上の酸化物を組み合せた
ものを含んでもよいが、特に酸化ホルミウム(Ho2
3 ),酸化エルビウム(Er2 3 )が好ましい。
The rare earth elements to be added to the silicon nitride raw material powder as a sintering aid include Ho, Er, Yb, Y,
Oxides such as La, Sc, Pr, Ce, Nd, Dy, Sm, and Gd, or substances that become these oxides by sintering operation alone or in combination of two or more oxides are included. Good, but especially holmium oxide (Ho 2 O
3 ) Erbium oxide (Er 2 O 3 ) is preferred.

【0033】特に希土類元素としてランタノイド系列の
元素であるHo,Er,Ybを使用することにより、焼
結性あるいは高熱伝導化が良好になり、1850℃程度
の低温度領域においても十分に緻密な焼結体が得られ
る。したがって焼成装置の設備費およびランニングコス
トを低減できる効果も得られる。これらの焼結助剤は、
窒化けい素原料粉末と反応して液相を生成し、焼結促進
剤として機能する。
In particular, by using Ho, Er, and Yb, which are lanthanoid elements as rare earth elements, sinterability or high thermal conductivity is improved, and sufficiently dense sintering can be achieved even in a low temperature range of about 1850 ° C. Solidification is obtained. Therefore, the effect of reducing the equipment cost and running cost of the firing apparatus can be obtained. These sintering aids are
It reacts with the silicon nitride raw material powder to form a liquid phase and functions as a sintering accelerator.

【0034】上記焼結助剤の添加量は、酸化物換算で原
料粉末に対して1.0〜17.5重量%の範囲とする。
この添加量が1.0重量%未満の場合は、焼結体の緻密
化が不十分であり、特に希土類元素がランタノイド系元
素のように原子量が大きい元素の場合には、比較的低強
度で比較的に低熱伝導率の焼結体が形成される。一方、
添加量が17.5重量%を超える過量となると、過量の
粒界相が生成し、熱伝導率の低下や強度が低下し始める
ので上記範囲とする。特に同様の理由により4〜15重
量%とすることが望ましい。
The amount of the sintering aid to be added is in the range of 1.0 to 17.5% by weight based on the raw material powder in terms of oxide.
When the addition amount is less than 1.0% by weight, the sintered body is insufficiently densified. In particular, when the rare earth element is an element having a large atomic weight such as a lanthanoid element, a relatively low strength is obtained. A sintered body having a relatively low thermal conductivity is formed. on the other hand,
If the added amount exceeds 17.5% by weight, an excessive amount of grain boundary phase is generated, and the thermal conductivity and strength start to decrease. It is particularly desirable to set the content to 4 to 15% by weight for the same reason.

【0035】また上記製造方法において他の選択的な添
加成分として使用するTi,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Mo,Wの酸化物,炭化物、窒化物、けい化
物、硼化物は、上記希土類元素の焼結促進剤の機能を促
進すると共に、結晶組織において分散強化の機能を果し
Si3 4 焼結体の機械的強度を向上させるものであ
り、特に、Hf,Tiの化合物が好ましい。これらの化
合物の添加量が0.1重量%未満の場合においては添加
効果が不充分である一方、3.0重量%を超える過量と
なる場合には熱伝導率および機械的強度や電気絶縁破壊
強度の低下が起こるため、添加量は0.1〜3.0重量
%の範囲とする。特に0.2〜2重量%とすることが望
ましい。
Further, Ti, Zr, Hf, V, Nb, T
The oxides, carbides, nitrides, silicides, and borides of a, Cr, Mo, and W promote the function of the sintering accelerator of the rare earth element, and also have the function of strengthening the dispersion of Si 3 in the crystal structure. It is intended to improve the mechanical strength of the N 4 sintered body, and particularly, compounds of Hf and Ti are preferable. When the added amount of these compounds is less than 0.1% by weight, the effect of the addition is insufficient, while when the added amount exceeds 3.0% by weight, the thermal conductivity and mechanical strength and electric breakdown are caused. Since the strength is reduced, the amount of addition is in the range of 0.1 to 3.0% by weight. In particular, it is desirable that the content be 0.2 to 2% by weight.

【0036】また上記Ti,Zr,Hf等の化合物は窒
化けい素焼結体を黒色系に着色し不透明性を付与する遮
光剤としても機能する。そのため、特に光によって誤動
作を生じ易い集積回路等を搭載する回路基板を製造する
場合には、上記Ti等の化合物を適正に添加し、遮光性
に優れた窒化けい素基板とすることが望ましい。
The compounds such as Ti, Zr, and Hf also function as a light-shielding agent that imparts opacity by coloring the silicon nitride sintered body to a black color. Therefore, in particular, when manufacturing a circuit board on which an integrated circuit or the like which easily malfunctions due to light is mounted, it is desirable to appropriately add the compound such as Ti and the like to obtain a silicon nitride substrate excellent in light shielding properties.

【0037】さらに上記製造方法において、他の選択的
な添加成分としてのアルミナ(Al2 3 )は、上記希
土類元素の焼結促進剤の機能を助長する役目を果すもの
であり、特に加圧焼結を行なう場合に著しい効果を発揮
するものである。このAl23 の添加量が0.1重量
%未満の場合においては、より高温度での焼結が必要に
なる一方、1.0重量%を超える過量となる場合には過
量の粒界相を生成したり、または窒化けい素に固溶し始
め、熱伝導の低下が起こるため、添加量は1重量%以
下、好ましくは0.1〜0.75重量%の範囲とする。
特に強度、熱伝導率共に良好な性能を確保するためには
添加量を0.1〜0.5重量%の範囲とすることが望ま
しい。
Further, in the above-mentioned manufacturing method, alumina (Al 2 O 3 ) as another optional additive component plays a role of promoting the function of the sintering accelerator for the rare earth element, This has a remarkable effect when sintering. When the addition amount of Al 2 O 3 is less than 0.1% by weight, sintering at a higher temperature is required. On the other hand, when the addition amount exceeds 1.0% by weight, an excessive amount of grain boundaries is required. Since a phase is formed or a solid solution starts to be formed in silicon nitride to cause a decrease in heat conduction, the amount of addition is set to 1% by weight or less, preferably 0.1 to 0.75% by weight.
In particular, in order to ensure good performance in both strength and thermal conductivity, it is desirable that the amount of addition be in the range of 0.1 to 0.5% by weight.

【0038】また、後述するAlNと併用する場合に
は、その合計添加量は1.0重量%以下にすることが望
ましい。
When used in combination with AlN, which will be described later, the total amount thereof is desirably 1.0% by weight or less.

【0039】さらに他の添加成分としての窒化アルミニ
ウム(AlN)は焼結過程における窒化けい素の蒸発な
どを抑制するとともに、上記希土類元素の焼結促進剤と
しての機能をさらに助長する役目を果すものである。
Aluminum nitride (AlN) as a further additive serves to suppress the evaporation of silicon nitride during the sintering process and to further promote the function of the rare earth element as a sintering accelerator. It is.

【0040】AlNの添加量が0.1重量%未満(アル
ミナと併用する場合では0.05重量%未満)の場合に
おいては、より高温度での焼結が必要になる一方、1.
0重量%を超える過量となる場合には過量の粒界相を生
成したり、または窒化けい素に固溶し始め、熱伝導率の
低下が起こるため、添加量は0.1〜1.0重量%の範
囲とする。特に焼結性,強度,熱伝導率共に良好な性能
を確保するためには添加量を0.1〜0.5重量%の範
囲とすることが望ましい。なお前記Al2 3と併用す
る場合には、AlNの添加量は0.05〜0.5重量%
の範囲が好ましい。
If the amount of AlN added is less than 0.1% by weight (less than 0.05% by weight when used in combination with alumina), sintering at a higher temperature is required, while
If the amount exceeds 0% by weight, an excessive amount of the grain boundary phase is generated, or the solid solution starts to be dissolved in silicon nitride to cause a decrease in thermal conductivity. % By weight. In particular, in order to ensure good performance in sinterability, strength, and thermal conductivity, it is desirable that the addition amount be in the range of 0.1 to 0.5% by weight. When used in combination with Al 2 O 3 , the addition amount of AlN is 0.05 to 0.5% by weight.
Is preferable.

【0041】また焼結体の気孔率は熱伝導率および強度
に大きく影響するため2.5%以下となるように製造す
る。気孔率が2.5%を超えると熱伝導の妨げとなり、
焼結体の熱伝導率が低下するとともに、焼結体の強度低
下が起こる。
The sintered body is manufactured so as to have a porosity of 2.5% or less because it greatly affects the thermal conductivity and strength. If the porosity exceeds 2.5%, it hinders heat conduction,
As the thermal conductivity of the sintered body decreases, the strength of the sintered body decreases.

【0042】また、窒化けい素焼結体は組織的に窒化け
い素結晶と粒界相とから構成されるが、粒界相中の結晶
化合物相の割合は焼結体の熱伝導率に大きく影響し、本
発明で使用する高熱伝導性窒化けい素基板においては、
粒界相の20%以上とすることが必要であり、より好ま
しくは50%以上が結晶相で占めることが望ましい。結
晶相が20%未満では熱伝導率が60W/m・K以上と
なるような放熱特性に優れ、かつ高温強度に優れた高熱
伝導性窒化けい素基板が得られないからである。
The silicon nitride sintered body is systematically composed of silicon nitride crystals and a grain boundary phase, and the ratio of the crystalline compound phase in the grain boundary phase greatly affects the thermal conductivity of the sintered body. However, in the high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention,
It is necessary that the content be 20% or more of the grain boundary phase, and more preferably 50% or more is occupied by the crystal phase. If the crystal phase is less than 20%, it is not possible to obtain a silicon nitride substrate having high heat conductivity of 60 W / m · K or more and having excellent heat radiation characteristics and high temperature strength.

【0043】さらに上記のように高熱伝導性窒化けい素
基板の気孔率を2.5%以下にし、また窒化けい素結晶
組織に形成される粒界相の20%以上が結晶相で占める
ようにするためには、窒化けい素成形体を温度1800
〜2100℃で2〜10時間程度、加圧焼結し、かつ焼
結操作完了直後における焼結体の冷却速度を毎時100
℃以下にして徐冷することが重要である。
Further, as described above, the porosity of the high thermal conductive silicon nitride substrate is set to 2.5% or less, and the crystal phase accounts for 20% or more of the grain boundary phase formed in the silicon nitride crystal structure. To achieve this, the silicon nitride compact is heated to a temperature of 1800
Pressure sintering is performed at a temperature of ℃ 2100 ° C. for about 2 to 10 hours, and the cooling rate of the sintered body immediately after the completion of the sintering operation is 100
It is important that the temperature is lowered to below ℃.

【0044】焼結温度を1800℃未満とした場合に
は、焼結体の緻密化が不充分で気孔率が2.5vol%以上
になり機械的強度および熱伝導性が共に低下してしま
う。一方焼結温度が2100℃を超えると窒化けい素成
分自体が蒸発分解し易くなる。特に加圧焼結ではなく、
常圧焼結を実施した場合には、1800℃付近より窒化
けい素の分解蒸発が始まる。
When the sintering temperature is lower than 1800 ° C., the densification of the sintered body is insufficient, the porosity becomes 2.5 vol% or more, and both the mechanical strength and the thermal conductivity decrease. On the other hand, when the sintering temperature exceeds 2100 ° C., the silicon nitride component itself tends to be vaporized and decomposed. Especially not pressure sintering,
When normal-pressure sintering is performed, decomposition and evaporation of silicon nitride starts at about 1800 ° C.

【0045】上記焼結操作完了直後における焼結体の冷
却速度は粒界相を結晶化させるために重要な制御因子で
あり、冷却速度が毎時100℃を超えるような急速冷却
を実施した場合には、焼結体組織の粒界相が非結晶質
(ガラス相)となり、焼結体に生成した液相が結晶相と
して粒界相に占める割合が20%未満となり、強度およ
び熱伝導性が共に低下してしまう。
The cooling rate of the sintered compact immediately after the completion of the sintering operation is an important control factor for crystallizing the grain boundary phase, and when rapid cooling is performed such that the cooling rate exceeds 100 ° C./hour. Is that the grain boundary phase of the sintered body structure becomes non-crystalline (glass phase), the ratio of the liquid phase generated in the sintered body as a crystalline phase to the grain boundary phase is less than 20%, and the strength and thermal conductivity are reduced. Both will fall.

【0046】上記冷却速度を厳密に調整すべき温度範囲
は、所定の焼結温度(1800〜2100℃)から、前
記の焼結助剤の反応によって生成する液相が凝固するま
での温度範囲で充分である。ちなみに前記のような焼結
助剤を使用した場合の液相凝固点は概略1600〜15
00℃程度である。そして少なくとも焼結温度から上記
液相凝固温度に至るまでの焼結体の冷却速度を毎時10
0℃以下、好ましくは50℃以下、さらに好ましくは2
5℃以下に制御することにより、粒界相の20%以上、
特に好ましくは50%以上が結晶相になり、熱伝導率お
よび機械的強度が共に優れた焼結体が得られる。
The temperature range in which the cooling rate should be strictly adjusted is a temperature range from a predetermined sintering temperature (1800 to 2100 ° C.) to a temperature at which a liquid phase produced by the reaction of the sintering aid solidifies. Is enough. Incidentally, the liquidus freezing point when using the sintering aid as described above is approximately 1600 to 15
It is about 00 ° C. The cooling rate of the sintered body at least from the sintering temperature to the above-mentioned liquid phase solidification temperature is set to 10
0 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 2 ° C.
By controlling the temperature to 5 ° C. or less, 20% or more of the grain boundary phase can be obtained.
Particularly preferably, 50% or more becomes a crystalline phase, and a sintered body excellent in both thermal conductivity and mechanical strength can be obtained.

【0047】本発明において使用する高熱伝導性窒化け
い素基板は、例えば以下のようなプロセスを経て製造さ
れる。すなわち前記所定の微細粒径を有し、また不純物
含有量が少ない微細な窒化けい素粉末に対して所定量の
焼結助剤、有機バインダ等の必要な添加剤および必要に
応じてAl2 3 やAlN,Ti化合物等を加えて原料
混合体を調整し、次に得られた原料混合体を成形して所
定形状の成形体を得る。原料混合体の成形法としては、
汎用の金型プレス法、ドクターブレード法のようなシー
ト成形法などが適用できる。上記成形操作に引き続い
て、成形体を非酸化性雰囲気中で温度600〜800
℃、または空気中で温度400〜500℃で1〜2時間
加熱して、予め添加していた有機バインダ成分を充分に
除去し、脱脂する。次に脱脂処理された成形体を窒素ガ
ス、水素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中
で1800〜2100℃の温度で所定時間雰囲気加圧焼
結を行う。
The high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention is manufactured, for example, through the following process. That is, a predetermined amount of a sintering aid, a necessary additive such as an organic binder, and optionally Al 2 O are added to the fine silicon nitride powder having the predetermined fine particle size and a small impurity content. A raw material mixture is prepared by adding 3 or an AlN or Ti compound, and then the obtained raw material mixture is molded to obtain a molded body having a predetermined shape. As a molding method of the raw material mixture,
A general-purpose mold pressing method, a sheet forming method such as a doctor blade method, and the like can be applied. Subsequent to the above molding operation, the molded body is heated at a temperature of 600 to 800 in a non-oxidizing atmosphere.
C. or in air at a temperature of 400 to 500.degree. C. for 1 to 2 hours to sufficiently remove the organic binder component added in advance and degrease. Next, the degreased molded body is subjected to atmospheric pressure sintering at a temperature of 1800 to 2100 ° C. for a predetermined time in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, hydrogen gas or argon gas.

【0048】上記製法によって製造された窒化けい素基
板は気孔率が2.5%以下、60W/m・K(25℃)
以上の熱伝導率を有し、また三点曲げ強度が常温で65
0MPa以上と機械的特性にも優れている。
The silicon nitride substrate manufactured by the above method has a porosity of 2.5% or less and 60 W / m · K (25 ° C.).
It has the above thermal conductivity and a three-point bending strength of 65 at room temperature.
It has excellent mechanical properties of 0 MPa or more.

【0049】なお、低熱伝導性の窒化けい素に高熱伝導
性のSiC等を添加して焼結体全体としての熱伝導率を
60W/m・K以上にした窒化けい素基板は本発明の範
囲には含まれない。しかしながら、熱伝導率が60W/
m・K以上である窒化けい素焼結体に高熱伝導性のSi
C等を複合させた窒化けい素系基板の場合には、本発明
の範囲に含まれることは言うまでもない。
The silicon nitride substrate obtained by adding high thermal conductivity SiC or the like to low thermal conductivity silicon nitride to have a thermal conductivity of 60 W / m · K or more as a whole of the sintered body is within the scope of the present invention. Is not included. However, the thermal conductivity is 60 W /
m.K or higher silicon nitride sintered body with high thermal conductivity Si
Needless to say, a silicon nitride-based substrate in which C is compounded is included in the scope of the present invention.

【0050】本発明に係る多層窒化けい素回路基板は、
上記のように製造した複数の高熱伝導性窒化けい素基板
の間,表面,および,必要に応じて裏面に、前記直接接
合法や活性金属法を用いて導電性を有する金属板を一体
に接合し多層化して製造される。
The multilayer silicon nitride circuit board according to the present invention comprises:
A metal plate having conductivity is integrally bonded between the plurality of highly thermally conductive silicon nitride substrates manufactured as described above, the front surface, and, if necessary, the back surface using the direct bonding method or the active metal method. It is manufactured in multiple layers.

【0051】本発明の多層窒化けい素回路基板において
は、銅回路板などの金属板を直接接合法または活性金属
法により接合した複数の高熱伝導性窒化けい素基板を、
金属板を介して多層化している。よって、立体的なアッ
センブリが可能となることによって、実装部や回路構成
部の面積の増大を図った上で小型化でき、小型高実装が
達成できる。
In the multilayer silicon nitride circuit board of the present invention, a plurality of high thermal conductive silicon nitride boards obtained by joining a metal plate such as a copper circuit board by a direct joining method or an active metal method are used.
It is multilayered via a metal plate. Therefore, by enabling a three-dimensional assembly, it is possible to reduce the size while increasing the area of the mounting portion and the circuit configuration portion, and to achieve a small size and high mounting.

【0052】また、銅板などの金属板を有する高熱伝導
性窒化けい素基板を多層化することにより、パッケージ
等を構成することができるだけでなく、銅板などの金属
板を回路構成部として使用するため、従来の多層パッケ
ージに比べて電流ロスが改善でき、また高周波型半導体
素子や大電流型半導体素子等への対応が図れる効果が発
揮される。
In addition, by forming a high thermal conductive silicon nitride substrate having a metal plate such as a copper plate into a multilayer structure, not only can a package or the like be formed, but also a metal plate such as a copper plate can be used as a circuit component. In addition, the current loss can be improved as compared with the conventional multilayer package, and an effect that can be applied to a high-frequency semiconductor element, a large current semiconductor element, and the like can be achieved.

【0053】特に、セラミックス基板として、窒化けい
素焼結体が本来的に有する高強度高靭性特性に加えて特
に熱伝導率を大幅に改善した高熱伝導性窒化けい素基板
を使用しているため、基板に搭載する半導体素子等の発
熱部品からの発熱は、高熱伝導性窒化けい素基板を経て
迅速に系外に伝達されるため放熱性が極めて良好であ
る。また、高強度高靭性である窒化けい素基板を使用し
ているため、回路基板の最大たわみ量を大きく確保する
ことができる。そのため、アッセンブリ工程において回
路基板の締め付け割れが発生せず、回路基板を用いた半
導体装置を高い製造歩留りで安価に量産することが可能
になる。
In particular, a high thermal conductive silicon nitride substrate having a significantly improved thermal conductivity in addition to the inherently high strength and toughness characteristics of a silicon nitride sintered body is used as a ceramic substrate. Heat generated from a heat-generating component such as a semiconductor element mounted on the substrate is quickly transmitted to the outside of the system via the high thermal conductivity silicon nitride substrate, so that heat dissipation is extremely good. In addition, since a silicon nitride substrate having high strength and toughness is used, a large amount of maximum deflection of the circuit board can be secured. For this reason, the circuit board does not suffer from tightening cracks in the assembly process, and it is possible to mass-produce semiconductor devices using the circuit board at a high production yield and at low cost.

【0054】また高熱伝導性窒化けい素基板の靭性値が
高いため、熱サイクルによって基板と金属板との接合部
に割れが発生することが少なく、耐熱サイクル特性が著
しく向上し、耐久性および信頼性に優れた半導体装置を
提供することができる。
Further, since the high thermal conductivity silicon nitride substrate has a high toughness value, cracks are less likely to occur at the joint between the substrate and the metal plate due to thermal cycling, and the heat cycle characteristics are significantly improved, and the durability and reliability are improved. A semiconductor device having excellent performance can be provided.

【0055】さらに高い熱伝導率を有する窒化けい素基
板を使用しているため、高出力化および高集積化を指向
する半導体素子を搭載した場合においても、熱抵抗特性
の劣化が少なく、優れた放熱性を発揮する。
Since a silicon nitride substrate having a higher thermal conductivity is used, even when a semiconductor element for high output and high integration is mounted, deterioration of thermal resistance characteristics is small and excellent. Exhibits heat dissipation.

【0056】特に高熱伝導性窒化けい素基板自体の機械
的強度が優れているため、要求される機械的強度特性を
一定とした場合に、他のセラミックス基板を使用した場
合と比較して基板厚さをより低減することが可能とな
る。この基板厚さを低減できることから熱抵抗値をより
小さくでき、放熱特性をさらに改善することができる。
また要求される機械的特性に対して、従来より薄い基板
でも充分に対応可能となるため、基板の製造コストをよ
り低減することが可能となる。
In particular, the mechanical strength of the high thermal conductive silicon nitride substrate itself is excellent. Therefore, when the required mechanical strength characteristics are kept constant, the substrate thickness is larger than when other ceramic substrates are used. It is possible to further reduce the size. Since the substrate thickness can be reduced, the thermal resistance value can be further reduced, and the heat radiation characteristics can be further improved.
Further, since the required mechanical characteristics can be sufficiently coped with even a thinner substrate than before, it is possible to further reduce the manufacturing cost of the substrate.

【0057】また従来の高熱伝導性窒化アルミニウム基
板のみを回路基板の構成材とした場合には、ある程度の
機械的強度を確保するために窒化アルミニウム基板の厚
さを大きく設定する必要があった。しかるに本発明の多
層窒化けい素回路基板では、主として厚さが薄い高熱伝
導性窒化けい素基板によって高い放熱性を確保すると同
時に高強度特性を確保している。そのため、回路基板を
コンパクトに形成することができる。
When only the conventional high thermal conductive aluminum nitride substrate is used as a constituent material of the circuit board, it is necessary to increase the thickness of the aluminum nitride substrate in order to secure a certain level of mechanical strength. However, in the multi-layer silicon nitride circuit board of the present invention, high heat dissipation and high strength characteristics are ensured at the same time mainly by the high thermal conductivity silicon nitride substrate having a small thickness. Therefore, the circuit board can be formed compact.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
以下に示す実施例および添付図面を参照して具体的に説
明する。まず本発明において使用する高熱伝導性窒化け
い素基板について述べ、しかる後に、この高熱伝導性窒
化けい素基板をセラミックス基板として使用した多層窒
化けい素回路基板について説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
A specific description will be given with reference to the following embodiments and the accompanying drawings. First, a high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention will be described, and then, a multilayer silicon nitride circuit substrate using this high thermal conductive silicon nitride substrate as a ceramic substrate will be described.

【0059】まず本発明の多層窒化けい素回路基板の構
成材となる各種高熱伝導性窒化けい素基板を以下の手順
で製造した。
First, various high thermal conductive silicon nitride substrates to be used as constituents of the multilayer silicon nitride circuit board of the present invention were manufactured by the following procedure.

【0060】すなわち、酸素を1.3重量%、前記不純
物陽イオン元素を合計で0.15重量%含有し、α相型
窒化けい素97%を含む平均粒径0.55μmの窒化け
い素原料粉末に対して、表1〜3に示すように、焼結助
剤としてのY2 3 ,Ho23 などの希土類酸化物
と、必要に応じてTi,Hf化合物,Al2 3 粉末,
AlN粉末とを添加し、エチルアルコール中で窒化けい
素製ボールを用いて72時間湿式混合した後に乾燥して
原料粉末混合体をそれぞれ調整した。次に得られた各原
料粉末混合体に有機バインダを所定量添加して均一に混
合した後に、1000kg/cm2 の成形圧力でプレス成形
し、各種組成を有する成形体を多数製作した。
That is, a silicon nitride raw material containing 1.3% by weight of oxygen and 0.15% by weight of the impurity cation element in total and containing 97% of α-phase type silicon nitride and having an average particle size of 0.55 μm. As shown in Tables 1 to 3, as shown in Tables 1 to 3 , rare earth oxides such as Y 2 O 3 and Ho 2 O 3 as sintering aids, and Ti, Hf compounds, and Al 2 O 3 powders as needed. ,
AlN powder was added, and the mixture was wet-mixed in ethyl alcohol using a silicon nitride ball for 72 hours, and then dried to prepare raw material powder mixtures. Next, a predetermined amount of an organic binder was added to each of the obtained raw material powder mixtures, mixed uniformly, and then press-molded at a molding pressure of 1000 kg / cm 2 to produce a large number of molded bodies having various compositions.

【0061】次に得られた各成形体を700℃の雰囲気
ガス中において2時間脱脂した後に、この脱脂体を表1
〜3に示す焼結条件で緻密化焼結を実施した後に、焼結
炉に付設した加熱装置への通電量を制御して焼結炉内温
度が1500℃まで降下するまでの間における焼結体の
冷却速度がそれぞれ表1〜3に示す値となるように調整
して焼結体を冷却し、それぞれ試料1〜51に係る窒化
けい素焼結体を調製した。さらに得られた焼結体を切断
して厚さが0.3mmおよび0.6mmの所定形状の高熱伝
導性窒化けい素基板とした。
Next, each of the obtained compacts was degreased in an atmosphere gas at 700 ° C. for 2 hours.
After the densification sintering is performed under the sintering conditions shown in (1) to (3), sintering is performed until the temperature in the sintering furnace falls to 1500 ° C. by controlling the amount of electricity to a heating device attached to the sintering furnace. The sintered bodies were cooled by adjusting the cooling rates of the bodies so as to be the values shown in Tables 1 to 3, respectively, to prepare silicon nitride sintered bodies according to Samples 1 to 51, respectively. Further, the obtained sintered body was cut to obtain a high thermal conductive silicon nitride substrate having a predetermined shape with a thickness of 0.3 mm and 0.6 mm.

【0062】こうして得た試料1〜51に係る各窒化け
い素基板について気孔率、熱伝導率(25℃)、室温で
の三点曲げ強度の平均値を測定した。さらに、各窒化け
い素基板についてX線回折法によって粒界相に占める結
晶相の割合を測定し、下記表1〜3に示す結果を得た。
The average values of the porosity, the thermal conductivity (25 ° C.), and the three-point bending strength at room temperature were measured for the silicon nitride substrates according to Samples 1 to 51 thus obtained. Furthermore, the ratio of the crystal phase to the grain boundary phase was measured by X-ray diffraction for each silicon nitride substrate, and the results shown in Tables 1 to 3 below were obtained.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】表1〜3に示す結果から明らかなように試
料1〜51に係る窒化けい素焼結体においては、原料組
成および不純物量を適正に制御し、従来例と比較して緻
密化焼結完了直後における焼結体の冷却速度を従来より
低く設定しているため、粒界相に結晶相を含み、結晶相
の占める割合が高い程、高熱伝導率を有する放熱性の高
い高強度窒化けい素基板が得られた。
As is clear from the results shown in Tables 1 to 3, in the silicon nitride sintered bodies according to Samples 1 to 51, the raw material composition and the amount of impurities were appropriately controlled, and the densified sintering was performed as compared with the conventional example. Since the cooling rate of the sintered compact immediately after completion is set lower than before, the crystal phase is included in the grain boundary phase, and the higher the proportion of the crystal phase, the higher the heat conductivity and the higher the strength of the silicon nitride. An elementary substrate was obtained.

【0067】これに対して酸素を1.3〜1.5重量
%,前記不純物陽イオン元素を合計で0.13〜1.5
0重量%含有し、α相型窒化けい素を93%含む平均粒
径0.60μmの窒化けい素原料粉末を用い、この窒化
けい素粉末に対してY2 3 (酸化イットリウム)粉末
を3〜6重量と、アルミナ粉末を1.3〜1.6重量%
添加した原料粉末を成形,脱脂後、1900℃で6時間
焼結し、焼結後、工業上通常行われる炉冷(冷却速度:
毎時400℃)を行った。得られた焼結体の熱伝導率は
25〜28W/m・Kと低く、従来の一般的な製法によ
って製造された窒化けい素焼結体の熱伝導率に近い値と
なった。
On the other hand, 1.3 to 1.5% by weight of oxygen and 0.13 to 1.5%
A raw material powder having an average particle size of 0.60 μm containing 0% by weight and containing 93% of α-phase type silicon nitride was used, and Y 2 O 3 (yttrium oxide) powder was added to the silicon nitride powder in an amount of 3%. To 6% by weight and 1.3 to 1.6% by weight of alumina powder
After shaping and degreasing the added raw material powder, sintering is performed at 1900 ° C. for 6 hours, and after sintering, furnace cooling (cooling rate:
(400 ° C. per hour). The thermal conductivity of the obtained sintered body was as low as 25 to 28 W / m · K, which was close to the thermal conductivity of a silicon nitride sintered body manufactured by a conventional general manufacturing method.

【0068】次に得られた試料1〜51に係る厚さ0.
3mm,0.6mmの2枚の高熱伝導性窒化けい素基板の両
面に、直接接合法または活性金属法を用いて金属板を一
体に接合し多層化することにより、それぞれ多層窒化け
い素回路基板を製造した。
Next, the thickness of each of the obtained samples 1 to 51 was set to 0.
A multi-layer silicon nitride circuit board is formed by integrally bonding metal plates to both sides of two high thermal conductive silicon nitride substrates of 3 mm and 0.6 mm using a direct bonding method or an active metal method to form a multilayer. Was manufactured.

【0069】図1は、本発明の一実施例による多層窒化
けい素回路基板の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a multilayer silicon nitride circuit board according to one embodiment of the present invention.

【0070】図1において、2枚の高熱伝導性窒化けい
素基板10a,10bは金属板としての銅板4を介して
一体に接合されており、また高熱伝導性窒化けい素基板
10bの表面には金属板として銅板3が接合されてい
る。一方、高熱伝導性窒化けい素基板10aの裏面に
も、同様に銅板5が接合されており、これらにより多層
窒化けい素回路基板9Aが構成されている。
In FIG. 1, two high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b are integrally joined via a copper plate 4 as a metal plate, and the surface of the high thermal conductive silicon nitride substrate 10b is A copper plate 3 is joined as a metal plate. On the other hand, a copper plate 5 is similarly bonded to the back surface of the high thermal conductive silicon nitride substrate 10a, and these form a multilayer silicon nitride circuit substrate 9A.

【0071】また、図1に示す多層窒化けい素回路基板
9Aにおける銅板3,4,5は、高熱伝導性窒化けい素
基板10a,10bに対して直接接合法、いわゆるDB
C法により接合されている。このようなDBC法を利用
する場合の銅板3,4,5としては、タフピッチ銅のよ
うな酸素を100〜3000ppm の割合で含有する銅を
用いることが好ましいが、表面を酸化させた無酸素銅を
用いることも可能である。なお、銅や銅合金の単板に代
えて、高熱伝導性窒化けい素基板10a,10bとの接
合面が少なくとも銅により構成されている他の金属部材
とのクラッド板等を用いることもできる。
The copper plates 3, 4, and 5 in the multilayer silicon nitride circuit board 9A shown in FIG. 1 are directly joined to the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b by a so-called DB method.
They are joined by the C method. It is preferable to use copper containing 100 to 3000 ppm of oxygen, such as tough pitch copper, as the copper plates 3, 4, and 5 when using such a DBC method. Can also be used. Instead of a single plate of copper or a copper alloy, a clad plate or the like with another metal member having at least a joint surface with the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b may be used.

【0072】高熱伝導性窒化けい素基板10bの表面側
に接合された銅板3は、半導体部品等の実装部となるも
のであり、所望の回路形状にパターニングされている。
銅板3の所定位置には半導体素子7が半田接合されてお
り、半導体素子7の電極部と銅板3の電極部とはボンデ
ィングワイヤ8によって電気的に接続されている。ま
た、高熱伝導性窒化けい素基板10aの裏面側に接合さ
れた銅板5は、接合時における高熱伝導性窒化けい素基
板10aの反り等を防止するものであり、中央付近から
2分割された状態でほぼ高熱伝導性窒化けい素基板10
aの裏面全面に接合、形成されている。裏面側の銅板5
には、半導体部品等の実装部となる銅板3と同じ厚さの
ものを使用してもよいが、銅板3の厚さの70〜90%
の厚さの銅板を使用することが好ましい。
The copper plate 3 bonded to the surface of the high thermal conductive silicon nitride substrate 10b is to be a mounting portion for semiconductor components and the like, and is patterned into a desired circuit shape.
A semiconductor element 7 is soldered to a predetermined position of the copper plate 3, and an electrode portion of the semiconductor element 7 is electrically connected to an electrode portion of the copper plate 3 by a bonding wire 8. The copper plate 5 bonded to the back side of the high thermal conductive silicon nitride substrate 10a prevents warpage of the high thermal conductive silicon nitride substrate 10a at the time of bonding, and is divided into two parts from near the center. Almost High Thermal Conductivity Silicon Nitride Substrate 10
a is bonded and formed on the entire back surface. Copper plate 5 on the back side
May have a thickness the same as that of the copper plate 3 to be a mounting part for a semiconductor component or the like, but 70 to 90% of the thickness of the copper plate 3 may be used.
It is preferable to use a copper plate having a thickness of

【0073】ここで、図1に示した多層窒化けい素回路
基板9Aは、2枚の高熱伝導性窒化けい素基板10a,
10bに銅板3,4,5をDBC法により接合したもの
であるが、例えば図2に示すように、銅板3,4,5を
活性金属法で2枚の高熱伝導性窒化けい素基板10a,
10bに接合した多層窒化けい素回路基板9Bであって
もよい。上記活性金属法は、例えばTi、Zr、Hf、
Nb等から選ばれた少なくとも1種の活性金属を含むろ
う材(以下、活性金属含有ろう材と記す)層6を介し
て、2枚の高熱伝導性窒化けい素基板10a,10bと
銅板3,4,5とを接合する方法である。用いる活性金
属含有ろう材の組成としては、例えばAg−Cuの共晶
組成(72wt%Ag−28wt%Cu)もしくはその近傍
組成のAg−Cu系ろう材やCu系ろう材を主体とし、
これに1〜10重量%のTi、Zr、Hf、Nb等から
選ばれた少なくとも1種の活性金属を添加した組成等が
例示される。なお、活性金属含有ろう材にInを1〜1
0重量%添加して用いることもできる。
Here, the multilayer silicon nitride circuit board 9A shown in FIG. 1 has two high thermal conductive silicon nitride substrates 10a,
The copper plates 3, 4, and 5 are joined to the base plate 10b by the DBC method. For example, as shown in FIG. 2, the copper plates 3, 4, and 5 are joined by the active metal method to form two high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b.
It may be a multilayer silicon nitride circuit board 9B bonded to 10b. The active metal method includes, for example, Ti, Zr, Hf,
Two high thermal conductive silicon nitride substrates 10 a and 10 b and a copper plate 3 are interposed via a brazing material layer 6 containing at least one active metal selected from Nb or the like (hereinafter referred to as an active metal-containing brazing material). 4 and 5 are joined. As the composition of the active metal-containing brazing material to be used, for example, an Ag-Cu eutectic composition (72 wt% Ag-28 wt% Cu) or a composition in the vicinity of the eutectic composition is mainly composed of an Ag-Cu brazing material or a Cu brazing material
For example, a composition in which at least one active metal selected from Ti, Zr, Hf, Nb and the like is added to 1 to 10% by weight is exemplified. In addition, in the active metal-containing brazing material, In
It can also be used by adding 0% by weight.

【0074】図1に示した多層窒化けい素回路基板9A
のように、銅板3,4,5を高熱伝導性窒化けい素基板
10a,10bにDBC法で接合したものは、単純構造
で高接合強度が得られ、また製造工程を簡易化できる等
の利点を有する。また、図2に示した多層窒化けい素回
路基板9Bのように、銅板3,4,5を高熱伝導性窒化
けい素基板10a,10bに活性金属法で接合したもの
は、高接合強度が得られると共に、活性金属含有ろう材
層6が応力緩和層としても機能するため、より信頼性の
向上が図れる。このようなことから、要求特性や用途等
に応じて接合法を選択することが好ましい。
The multi-layer silicon nitride circuit board 9A shown in FIG.
As described above, those obtained by bonding the copper plates 3, 4, and 5 to the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b by the DBC method can provide a simple structure, high bonding strength, and simplification of the manufacturing process. Having. Further, as shown in the multilayer silicon nitride circuit board 9B shown in FIG. 2, the copper plates 3, 4, and 5 bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b by the active metal method have high bonding strength. In addition, since the active metal-containing brazing material layer 6 also functions as a stress relaxation layer, the reliability can be further improved. For this reason, it is preferable to select a joining method according to required characteristics, applications, and the like.

【0075】また、活性金属法により高熱伝導性窒化け
い素基板10a,10bに金属板を接合する場合には、
銅板に限らず、用途に応じて各種の金属板、例えばニッ
ケル板、タングステン板、モリブデン板、これらの合金
板やクラッド板(銅板とのクラッド板を含む)等を用い
ることも可能である。
When a metal plate is bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b by the active metal method,
Not only the copper plate but also various metal plates such as a nickel plate, a tungsten plate, a molybdenum plate, an alloy plate thereof, a clad plate (including a clad plate with a copper plate) and the like can be used according to the application.

【0076】上述した多層窒化けい素回路基板9Aは、
例えば以下のようにして製造される。すなわち、例えば
タフピッチ銅のような酸素含有銅板を、所定形状(銅板
3に関しては回路パターン形状)に加工し、得られた銅
板3,4,5を高熱伝導性窒化けい素基板10a,10
bの表面にそれぞれ接触配置し、銅の融点(1356
K)以下で銅と酸化銅との共晶温度(1338K)以上
の温度で加熱することにより、各銅板3,4,5を接合
し多層窒化けい素回路基板9Aを作製する。この加熱の
際の雰囲気は、銅板として酸素含有銅板を使用する場合
には不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
The above-described multilayer silicon nitride circuit board 9 A
For example, it is manufactured as follows. That is, for example, an oxygen-containing copper plate such as tough pitch copper is processed into a predetermined shape (the copper plate 3 has a circuit pattern shape), and the obtained copper plates 3, 4, and 5 are processed into high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10a.
b in contact with each other, and the melting point of copper (1356)
K) The copper plates 3, 4, and 5 are joined by heating at a temperature equal to or higher than the eutectic temperature of copper and copper oxide (1338K) or less to produce a multilayer silicon nitride circuit board 9A. When an oxygen-containing copper plate is used as the copper plate, the atmosphere for this heating is preferably an inert gas atmosphere.

【0077】また、活性金属法により金属板を接合した
多層窒化けい素回路基板9Bは、例えば以下のようにし
て製造される。まず、上記多層窒化けい素回路基板9A
と同様に、所定形状の銅板3,4,5を用意する。一
方、前述したような活性金属含有ろう材をペースト化し
たものを、例えば高熱伝導性窒化けい素基板10a,1
0bの表面に塗布する。ろう材層の塗布厚は、冷熱サイ
クル特性の向上を図る上で、加熱接合後のろう材層6の
層厚があまり厚くならないようにすることが好ましい。
次に、ろう材ペーストを塗布した高熱伝導性窒化けい素
基板10a,10bの表面上に、銅板3,4,5をそれ
ぞれ積層配置し、使用したろう材に応じた温度で熱処理
することにより、多層窒化けい素回路基板9Bを作製す
る。
The multilayer silicon nitride circuit board 9B in which metal plates are joined by the active metal method is manufactured, for example, as follows. First, the multilayer silicon nitride circuit board 9A
Similarly, copper plates 3, 4, and 5 having a predetermined shape are prepared. On the other hand, a paste made of the active metal-containing brazing material as described above is used as, for example, a high thermal conductive silicon nitride substrate 10a, 1a.
0b. The coating thickness of the brazing material layer is preferably such that the thickness of the brazing material layer 6 after the heat bonding is not too large in order to improve the thermal cycle characteristics.
Next, the copper plates 3, 4, and 5 are respectively laminated on the surfaces of the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b to which the brazing material paste has been applied, and heat-treated at a temperature according to the brazing material used. A multilayer silicon nitride circuit board 9B is manufactured.

【0078】上述したような構造の多層窒化けい素回路
基板9A,9Bにおいては、銅回路板などの金属板3,
4,5を直接接合法または活性金属法により接合した2
枚の高熱伝導性窒化けい素基板10a,10bを、金属
板3,4,5を介して多層化している。よって、立体的
なアッセンブリが可能となることによって、実装部や回
路構成部の面積の増大を図った上で小型化でき、小型高
実装が達成できる。
In the multilayer silicon nitride circuit boards 9A and 9B having the structure described above, the metal plates 3 such as a copper circuit board,
4 and 5 joined by direct joining method or active metal method 2
The high thermal conductivity silicon nitride substrates 10a and 10b are multi-layered via metal plates 3, 4 and 5. Therefore, by enabling a three-dimensional assembly, it is possible to reduce the size while increasing the area of the mounting portion and the circuit configuration portion, and to achieve a small size and high mounting.

【0079】また、銅板などの金属板3,4,5を有す
る高熱伝導性窒化けい素基板10a,10bを多層化す
ることにより、パッケージ等を構成することができるだ
けでなく、銅板などの金属板を回路構成部として使用す
るため、従来の多層パッケージに比べて電流ロスが改善
でき、また高周波型半導体素子や大電流型半導体素子等
への対応が図れる。
The multi-layer of the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b having the metal plates 3, 4 and 5 such as a copper plate makes it possible not only to form a package or the like but also to form a metal plate such as a copper plate. Is used as a circuit component, current loss can be improved as compared with a conventional multilayer package, and high-frequency semiconductor elements and large-current semiconductor elements can be handled.

【0080】次に、実施例の具体例およびその評価結果
について述べる。
Next, specific examples of the embodiment and evaluation results thereof will be described.

【0081】実施例1 まず、高熱伝導性窒化けい素基板として、前記試料1〜
51に係る窒化けい素基板を採用し、空気中で酸化する
ことにより、表面に厚さ4μm酸化物層(SiO2 層)
を有する厚さ0.3mmおよび0.6mmの高熱伝導性窒化
けい素基板10a,10bを用意すると共に、プレス加
工により形成した、タフピッチ銅(酸素含有量:300
ppm )からなる所定形状の厚さ0.3mmの銅板3,4お
よび厚さ0.25mmの銅板5を用意した。
Example 1 First, samples 1 to 3 were used as high thermal conductive silicon nitride substrates.
A silicon nitride substrate according to No. 51 was oxidized in the air to form a 4 μm thick oxide layer (SiO 2 layer) on the surface.
0.3mm and 0.6mm high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b having a thickness of 0.3 mm and a tough pitch copper (oxygen content: 300
ppm) of copper plates 3 and 4 having a thickness of 0.3 mm and a copper plate 5 having a thickness of 0.25 mm.

【0082】そして、図1に示したように、高熱伝導性
窒化けい素基板10a,10bの両面に3枚の銅板3,
4,5をそれぞれ直接接触配置し、窒素ガス雰囲気中に
て1348Kの条件で加熱して接合させ、目的とする多
層窒化けい素回路基板9Aを得た。
Then, as shown in FIG. 1, three copper plates 3 are formed on both sides of the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b.
Nos. 4 and 5 were placed in direct contact with each other, and heated and joined in a nitrogen gas atmosphere at 1348 K to obtain a target multilayer silicon nitride circuit board 9A.

【0083】一方、比較例として、上記高熱伝導性窒化
けい素基板10a,10bに代えて、図3に示すように
厚さ0.8mmおよび0.6mmの窒化アルミニウム基板2
a,2bを使用した点以外は、実施例1と同様に処理し
て比較例に係る多層窒化アルミニウム回路基板を製造し
た。
On the other hand, as a comparative example, instead of the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b, as shown in FIG.
A multilayer aluminum nitride circuit board according to a comparative example was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a and 2b were used.

【0084】このようにして得た実施例1に係る多層窒
化けい素回路基板および比較例の多層窒化アルミニウム
回路基板に対して熱サイクル試験(TCT:233K×
30分+RT×10分+398K×30分を1サイクル
とする)を施し、セラミックス基板における割れの発生
割合を測定した。その結果、実施例1の多層窒化けい素
回路基板は、100サイクルのTCT後においてもクラ
ックが発生しなかったのに対して、比較例による多層窒
化アルミニウム回路基板は100サイクルでセラミック
ス基板の5〜9%にクラックが生じた。
The thus obtained multilayer silicon nitride circuit board according to Example 1 and the multilayer aluminum nitride circuit board of Comparative Example were subjected to a thermal cycle test (TCT: 233K ×
30 minutes + RT × 10 minutes + 398 K × 30 minutes as one cycle), and the rate of occurrence of cracks in the ceramic substrate was measured. As a result, the multilayer silicon nitride circuit board of Example 1 did not crack even after 100 cycles of TCT, whereas the multilayer aluminum nitride circuit board of the comparative example had a ceramic substrate of 5 to 100 cycles after 100 cycles of TCT. Cracks occurred in 9%.

【0085】実施例2 高熱伝導性窒化けい素基板として、試料1〜51に係る
厚さ0.3mmおよび0.6mmの高熱伝導性窒化けい素基
板10a,10bを用意すると共に、実施例1と同一形
状であり、プレス加工により形成した所定形状の厚さ
0.3mmの銅板3,4と厚さ0.25mmの銅板5とを用
意した。
Example 2 As heat-conductive silicon nitride substrates, high-heat-conductive silicon nitride substrates 10a and 10b having a thickness of 0.3 mm and 0.6 mm according to Samples 1 to 51 were prepared. Copper plates 3 and 4 having the same shape and a predetermined shape formed by press working and having a thickness of 0.3 mm and a copper plate 5 having a thickness of 0.25 mm were prepared.

【0086】そして、図2に示すように、高熱伝導性窒
化けい素基板10a,10bの両面に、In:Ag:C
u:Ti=14.0:59.0:23.0:4.0組成
の活性金属含有ろう材をペースト化したものを塗布し、
この塗布層を介して銅板3,4,5を積層配置した後、
窒素ガス雰囲気中にて加熱して接合させ、目的とする多
層窒化けい素回路基板9Bを得た。
Then, as shown in FIG. 2, In: Ag: C is formed on both surfaces of the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b.
u: Ti = 14.0: 59.0: 23.0: 4.0 A paste of an active metal-containing brazing material having a composition of
After laminating and disposing the copper plates 3, 4, 5 via this coating layer,
Heating and bonding were performed in a nitrogen gas atmosphere to obtain a target multilayer silicon nitride circuit board 9B.

【0087】このようにして得た多層窒化けい素回路基
板9Bに対して熱サイクル試験を実施例1と同一条件下
で実施したところ、実施例1と同様な良好な結果が得ら
れ、冷熱サイクルに対する信頼性に優れることを確認し
た。
When a thermal cycle test was performed on the multilayer silicon nitride circuit board 9B obtained in this manner under the same conditions as in Example 1, the same good results as in Example 1 were obtained. It was confirmed that the reliability was excellent.

【0088】また上記各実施例に係る多層窒化けい素回
路基板9A,9Bによれば、窒化けい素焼結体が本来的
に有する高強度高靭性特性に加えて特に熱伝導率を大幅
に改善した高熱伝導性窒化けい素基板10a,10bを
使用している。したがって、基板に搭載する半導体素子
7等の発熱部品からの発熱は熱伝導率が高い窒化けい素
基板10a,10bを経て迅速に系外に伝達されるため
放熱性が極めて良好である。
Further, according to the multilayer silicon nitride circuit boards 9A and 9B according to each of the above-described embodiments, the thermal conductivity has been significantly improved, in particular, in addition to the inherent high strength and toughness characteristics of the silicon nitride sintered body. High thermal conductive silicon nitride substrates 10a and 10b are used. Accordingly, heat generated from heat-generating components such as the semiconductor element 7 mounted on the substrate is quickly transmitted to the outside of the system through the silicon nitride substrates 10a and 10b having high thermal conductivity, so that heat dissipation is extremely good.

【0089】また、高強度高靭性である高熱伝導率窒化
けい素基板10a,10bを使用しているため、回路基
板の最大たわみ量を大きく確保することができる。その
ため、アッセンブリ工程において回路基板の締め付け割
れが発生せず、回路基板を用いた半導体装置を高い製造
歩留りで安価に量産することが可能になる。
Further, since the high thermal conductivity silicon nitride substrates 10a and 10b having high strength and high toughness are used, the maximum deflection of the circuit board can be secured large. For this reason, the circuit board does not suffer from tightening cracks in the assembly process, and it is possible to mass-produce semiconductor devices using the circuit board at a high production yield and at low cost.

【0090】また高熱伝導性窒化けい素基板10a,1
0bの靭性値が高いため、熱サイクルによって基板10
a,10bと金属回路板や金属板3,4,5との接合部
に割れが発生することが少なく、耐熱サイクル特性が著
しく向上し、耐久性および信頼性に優れた半導体装置を
提供することができる。
Further, the high thermal conductive silicon nitride substrates 10a, 1
0b has a high toughness value.
Provided is a semiconductor device in which cracks are less likely to occur at the joints between a and 10b and a metal circuit board or metal plates 3, 4, and 5, heat cycle characteristics are significantly improved, and durability and reliability are excellent. Can be.

【0091】さらに高い熱伝導率を有する窒化けい素基
板10a,10bを使用しているため、高出力化および
高集積化を指向する半導体素子7を搭載した場合におい
ても、熱抵抗特性の劣化が少なく、優れた放熱性を発揮
する。
Since the silicon nitride substrates 10a and 10b having a higher thermal conductivity are used, even when the semiconductor element 7 for high output and high integration is mounted, deterioration of the thermal resistance characteristic is not caused. Exhibits excellent heat dissipation.

【0092】特に窒化けい素基板自体の機械的強度が優
れているため、要求される機械的強度特性を一定とした
場合に、他のセラミックス基板を使用した場合と比較し
て基板厚さをより低減することが可能となる。すなわち
従来の多層セラミックス回路基板においては、セラミッ
クス基板の厚さは0.6〜1.0mmが一般的であった
が、本発明で使用する高熱伝導性窒化けい素基板を使用
することにより、その厚さを0.1〜0.6mmと薄くし
た場合においても使用できる。この基板厚さを低減でき
ることから熱抵抗値をより小さくでき、放熱特性をさら
に改善することができる。また要求される機械的特性に
対して、従来より薄い基板でも十分に対応可能となるた
め、基板製造コストをより低減することが可能となる。
In particular, since the mechanical strength of the silicon nitride substrate itself is excellent, when the required mechanical strength characteristics are fixed, the thickness of the substrate is more reduced than when other ceramic substrates are used. It becomes possible to reduce. That is, in the conventional multilayer ceramic circuit board, the thickness of the ceramic substrate is generally 0.6 to 1.0 mm, but by using the high thermal conductive silicon nitride substrate used in the present invention, It can be used even when the thickness is reduced to 0.1 to 0.6 mm. Since the substrate thickness can be reduced, the thermal resistance value can be further reduced, and the heat radiation characteristics can be further improved. In addition, since the required mechanical characteristics can be sufficiently coped with even a thinner substrate than before, the substrate manufacturing cost can be further reduced.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層窒化
けい素回路基板によれば、銅回路板などの金属板を接合
した複数の高熱伝導性窒化けい素基板を、金属板を介し
て多層化している。よって、立体的なアッセンブリが可
能となることによって、実装部や回路構成部の面積を増
大させるとともに小型化でき、小型高実装が達成でき
る。
As described above, according to the multilayer silicon nitride circuit board of the present invention, a plurality of high thermal conductive silicon nitride boards joined to a metal board such as a copper circuit board are connected via the metal board. It is multilayered. Therefore, by enabling a three-dimensional assembly, it is possible to increase the area of the mounting portion and the circuit configuration portion and reduce the size, and to achieve a small size and high mounting.

【0094】また、高強度高靭性である窒化けい素基板
を使用しているため、回路基板の最大たわみ量を大きく
確保することができる。そのため、アッセンブリ工程に
おいて回路基板の締め付け割れが発生せず、回路基板を
用いた半導体装置を高い製造歩留りで安価に量産するこ
とが可能になる。
Further, since a silicon nitride substrate having high strength and toughness is used, a large amount of maximum deflection of the circuit board can be secured. For this reason, the circuit board does not suffer from tightening cracks in the assembly process, and it is possible to mass-produce semiconductor devices using the circuit board at a high production yield and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る多層窒化けい素回路基
板の構造を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a multilayer silicon nitride circuit board according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例に係る多層窒化けい素回路
基板の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a multilayer silicon nitride circuit board according to another embodiment of the present invention.

【図3】従来の多層セラミックス回路基板の構造を示す
断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional multilayer ceramic circuit board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多層セラミックス回路基板(多層AlN回路基板) 2a,2b セラミックス基板(AlN基板) 3,4,5 金属板(金属回路板,銅板,裏銅板) 6 活性金属含有ろう材層 7 半導体素子(Siチップ) 8 ボンディングワイヤ 9A,9B 多層窒化けい素回路基板 10a,10b 高熱伝導性窒化けい素基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer ceramic circuit board (multilayer AlN circuit board) 2a, 2b Ceramic substrate (AlN board) 3, 4, 5 Metal plate (metal circuit board, copper plate, copper back plate) 6 Active metal-containing brazing material layer 7 Semiconductor element (Si chip) 8) bonding wire 9A, 9B multilayer silicon nitride circuit board 10a, 10b high thermal conductive silicon nitride substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 通泰 神奈川県横浜市鶴見区末広町2の4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 佐藤 孔俊 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsutsuyasu Komatsu 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Kotoshi Sato 8-8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Yokohama Office

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希土類元素を酸化物に換算して1.0〜
17.5重量%、不純物陽イオン元素としてのLi,N
a,K,Fe,Ca,Mg,Sr,Ba,Mn,Bを合
計で1.0重量%以下(検出限界としての0重量%を含
む)含有し、熱伝導率が60w/m・k以上である複数
の高熱伝導性窒化けい素基板と、この高熱伝導性窒化け
い素基板に接合された金属板とを具備し、前記複数の高
熱伝導性窒化けい素基板が前記金属板を介して多層化さ
れた部分を有することを特徴とする多層窒化けい素回路
基板。
1. The method according to claim 1, wherein the conversion of the rare earth element to oxide is 1.0 to 1.0.
17.5% by weight, Li, N as impurity cation element
Contains a, K, Fe, Ca, Mg, Sr, Ba, Mn, and B in total of 1.0% by weight or less (including 0% by weight as a detection limit), and has a thermal conductivity of 60 w / mk or more. A plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates, and a metal plate bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrate, wherein the plurality of high thermal conductive silicon nitride substrates are multilayered through the metal plate. What is claimed is: 1. A multilayer silicon nitride circuit board, comprising:
【請求項2】 高熱伝導性窒化けい素基板は、不純物陽
イオン元素としてのLi,Na,K,Fe,Ca,M
g,Sr,Ba,Mn,Bを合計で0.3重量%以下
(検出限界としての0重量を含む)含有することを特徴
とする請求項1記載の多層窒化けい素回路基板。
2. The high thermal conductive silicon nitride substrate is composed of Li, Na, K, Fe, Ca, M as impurity cation elements.
2. The multilayer silicon nitride circuit board according to claim 1, wherein the total content of g, Sr, Ba, Mn, and B is 0.3% by weight or less (including 0% as a detection limit).
【請求項3】 希土類元素を酸化物に換算して1.0〜
17.5重量%含有し、窒化けい素結晶相および粒界相
から構成されるとともに粒界相中における結晶化合物相
の粒界相全体に対する割合が20%以上である複数の高
熱伝導性窒化けい素基板と、この高熱伝導性窒化けい素
基板に接合された金属板とを具備し、前記複数の高熱伝
導性窒化けい素基板が前記金属板を介して多層化された
部分を有することを特徴とする多層窒化けい素回路基
板。
3. The method according to claim 1, wherein the conversion of the rare earth element to oxide is 1.0 to 1.0.
A plurality of high thermal conductive silicon nitrides containing 17.5% by weight and comprising a silicon nitride crystal phase and a grain boundary phase, wherein the ratio of the crystalline compound phase in the grain boundary phase to the entire grain boundary phase is 20% or more; A high-thermal-conductivity silicon nitride substrate, and a metal plate joined to the high-thermal-conductivity silicon nitride substrate, wherein the plurality of high-thermal-conductivity silicon nitride substrates have a multilayered portion via the metal plate. Multi-layer silicon nitride circuit board.
【請求項4】 高熱伝導性窒化けい素基板は、窒化けい
素結晶相および粒界相から構成されるとともに粒界相中
における結晶化合物相の粒界相全体に対する割合が50
%以上であることを特徴とする請求項3記載の多層窒化
けい素回路基板。
4. The high thermal conductive silicon nitride substrate is composed of a silicon nitride crystal phase and a grain boundary phase, and the ratio of the crystalline compound phase in the grain boundary phase to the entire grain boundary phase is 50.
4. The multilayer silicon nitride circuit board according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記金属板は、前記高熱伝導性窒化けい
素基板に直接接合法により接合されていることを特徴と
する請求項1または3記載の多層窒化けい素回路基板。
5. The multilayer silicon nitride circuit board according to claim 1, wherein the metal plate is bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrate by a direct bonding method.
【請求項6】 前記金属板は、前記高熱伝導性窒化けい
素基板に活性金属法により接合されていることを特徴と
する請求項1または3記載の多層窒化けい素回路基板。
6. The multilayer silicon nitride circuit board according to claim 1, wherein the metal plate is bonded to the high thermal conductive silicon nitride substrate by an active metal method.
JP24644996A 1996-08-20 1996-09-18 Multilayer silicon nitride circuit board Expired - Lifetime JP2939444B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24644996A JP2939444B2 (en) 1996-09-18 1996-09-18 Multilayer silicon nitride circuit board
TW086111850A TW353220B (en) 1996-08-20 1997-08-19 Silicon nitride circuit board and semiconductor module
US09/051,477 US6232657B1 (en) 1996-08-20 1997-08-19 Silicon nitride circuit board and semiconductor module
PCT/JP1997/002870 WO1998008256A1 (en) 1996-08-20 1997-08-19 Silicon nitride circuit board and semiconductor module
EP97935820A EP0874399A1 (en) 1996-08-20 1997-08-19 Silicon nitride circuit board and semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24644996A JP2939444B2 (en) 1996-09-18 1996-09-18 Multilayer silicon nitride circuit board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1093244A true JPH1093244A (en) 1998-04-10
JP2939444B2 JP2939444B2 (en) 1999-08-25

Family

ID=17148612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24644996A Expired - Lifetime JP2939444B2 (en) 1996-08-20 1996-09-18 Multilayer silicon nitride circuit board

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2939444B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114425A (en) * 1998-09-29 2000-04-21 Kyocera Corp Wiring board for power module
US6605868B2 (en) 1998-12-10 2003-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulating substrate including multilevel insulative ceramic layers joined with an intermediate layer
JP2006066595A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Dowa Mining Co Ltd Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
JP2008505503A (en) * 2004-07-08 2008-02-21 エレクトロヴァック エージー Method for making a ceramic-metal substrate
WO2008149818A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Kyocera Corporation Laminated heat dissipating base body, and heat dissipating unit and electronic device using the laminated heat dissipating base body
JP2012234857A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Denki Kagaku Kogyo Kk Ceramic circuit boad and module using the same
JP2013247230A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Kyocera Corp Multilayer wiring board and electronic device
EP2892074A4 (en) * 2012-08-31 2016-04-13 Mitsubishi Materials Corp Power module substrate and power module
JPWO2014030659A1 (en) * 2012-08-23 2016-07-28 日産自動車株式会社 Insulating substrate, multilayer ceramic insulating substrate, joined structure of power semiconductor device and insulating substrate, and power semiconductor module
CN114975314A (en) * 2022-07-05 2022-08-30 南京银茂微电子制造有限公司 Gallium nitride power chip heat radiation structure

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114425A (en) * 1998-09-29 2000-04-21 Kyocera Corp Wiring board for power module
US6605868B2 (en) 1998-12-10 2003-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulating substrate including multilevel insulative ceramic layers joined with an intermediate layer
US7263766B2 (en) 1998-12-10 2007-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulating substrate, manufacturing method thereof, and module semiconductor device with insulating substrate
US8683682B2 (en) 2004-07-08 2014-04-01 Curamik Electronics Gmbh Method for the production of a metal-ceramic substrate
JP2008505503A (en) * 2004-07-08 2008-02-21 エレクトロヴァック エージー Method for making a ceramic-metal substrate
JP4764877B2 (en) * 2004-07-08 2011-09-07 キュラミック エレクトロニックス ゲーエムベーハー Method for making a ceramic-metal substrate
JP2006066595A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Dowa Mining Co Ltd Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
JP4565249B2 (en) * 2004-08-26 2010-10-20 Dowaメタルテック株式会社 Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
WO2008149818A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Kyocera Corporation Laminated heat dissipating base body, and heat dissipating unit and electronic device using the laminated heat dissipating base body
JP5144657B2 (en) * 2007-05-30 2013-02-13 京セラ株式会社 Laminated heat dissipation base, heat dissipation unit using the same, and electronic device
JP2012234857A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Denki Kagaku Kogyo Kk Ceramic circuit boad and module using the same
JP2013247230A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Kyocera Corp Multilayer wiring board and electronic device
JPWO2014030659A1 (en) * 2012-08-23 2016-07-28 日産自動車株式会社 Insulating substrate, multilayer ceramic insulating substrate, joined structure of power semiconductor device and insulating substrate, and power semiconductor module
EP2892074A4 (en) * 2012-08-31 2016-04-13 Mitsubishi Materials Corp Power module substrate and power module
US9615442B2 (en) 2012-08-31 2017-04-04 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate and power module
CN114975314A (en) * 2022-07-05 2022-08-30 南京银茂微电子制造有限公司 Gallium nitride power chip heat radiation structure
CN114975314B (en) * 2022-07-05 2023-11-24 南京银茂微电子制造有限公司 Gallium nitride power chip heat radiation structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2939444B2 (en) 1999-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3115238B2 (en) Silicon nitride circuit board
WO1998008256A1 (en) Silicon nitride circuit board and semiconductor module
WO1996029736A1 (en) Silicon nitride circuit substrate
US6426154B1 (en) Ceramic circuit board
JP3629783B2 (en) Circuit board
JPH1093211A (en) Silicon nitride circuit board
JP2939444B2 (en) Multilayer silicon nitride circuit board
JP2698780B2 (en) Silicon nitride circuit board
JP3408298B2 (en) High thermal conductive silicon nitride metallized substrate, method of manufacturing the same, and silicon nitride module
JP3193305B2 (en) Composite circuit board
JP2772273B2 (en) Silicon nitride circuit board
JPH08319187A (en) Highly heat conductive silicon nitride circuit substrate
JP2772274B2 (en) Composite ceramic substrate
JP2967065B2 (en) Semiconductor module
JP3180100B2 (en) Semiconductor module
JP2677748B2 (en) Ceramics copper circuit board
JP2003192462A (en) Silicon nitride circuit board and method of producing the same
JPH0748180A (en) Ceramic-metal conjugate
JP2000277662A (en) Ceramic circuit board
JP2975882B2 (en) Silicon nitride heatsink for pressure welding and pressure welding structural parts using it
JP3230861B2 (en) Silicon nitride metallized substrate
JPH0964235A (en) Silicon nitride circuit board
JP3226898B2 (en) Silicon nitride radiator for thyristor having pressure contact structure and thyristor using the same
JP2001339162A (en) Silicon nitride wiring board for power module and method of production
JP2003069172A (en) Simultaneously baking silicon nitride circuit board and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120611

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term